最適化手法を用いたリバースエンジニアリングA

2021年5月

ガラス繊維や炭素繊維で強化された繊維強化複合材料は、高い比強度および比剛性を持つことから、特に構造物の軽量化に大きく貢献し、様々な分野において利用されています。しかし、これら複合材料は強化剤と樹脂の比率・種類・形状などをコントロールすることによって様々な物性値を持たせることができるために、様々な種類の複合材料が存在し、鋼材のような規格や材料データベースが存在しないのが現状です。
そこで「最適化手法を用いたリバースエンジニアリング@」では、既知の複合材料の材料物性値を基に、繊維の材料物性値を同定する解析をご紹介させていただきました。しかし、場合によっては実機による複合材料の材料試験が実施できず、複合材料自体の材料物性値が取得できない場合もあります。そこで、本稿では複合材料から成るパイプ(製品レベル)の実機による3点曲げ試験結果から、複合材料に使用されている繊維の材料物性値の同定を実施しました。

続きはPDFダウンロードで
御覧ください

<SPHによるパウチの生産工程時の強度解析>の目次
はじめに
解析の目的・背景
解析手法
解析モデルと解析条件
 解析モデルとメッシュ
 解析条件
解析結果
使用ソフトウェア

実機の3点曲げ試験結果から繊維の材料物性値を逆解析

均質化手法を用いたマルチスケール解析ソフトであるMultiscale.Simの線形均質化機能を用いて、繊維のヤング率及びポアソン比を変数として、複合材料の異方性弾性物性値を求めます。次いで、求めた複合材料の物性値を使用してパイプの3点曲げ試験を解析により実施します。この時、実機によるパイプの3点曲げ試験結果より得られた応力ひずみ曲線と、解析より得られた応力ひずみ曲線とが一致するように繊維のヤング率及びポアソン比をAnsys DesignXplorerを用いた最適化計算により同定します。

ヤング率およびポアソン比の応答局面

直接最適化を実施すると計算回数が多くなり解析コストが増大する可能性があることから応答局面最適化を採用します。繊維のヤング率およびポアソン比を入力変数、実機による試験と解析の荷重結果データとの差分を計算する式を評価関数として応答局面を作成し、応答局面から最適値の候補を算出します。応答局面最適化の結果として、ヤング率およびポアソン比が繊維の材料物性値とほぼ同様の値となっていることが確認でき、最適値が探せたという判断ができます。

続きはPDFダウンロードで御覧ください
※一覧ページでダウンロード資料を選ぶ

CONTACT US

ご購入・レンタル価格のお見積り、業務委託についてはこちら。

お問い合わせ

ページトップへ

夏季休業のお知らせ   休業期間:8月6日(土)〜8月14日(日)、業務再開日:8月15日(月)